放大用多芯光纤设备以及多芯光纤放大器的制造方法_2

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,芯部11?17、21?27对所输入的信号光进行光放大。
[0053]在该放大用多芯光纤设备100中,若从放大用多芯光纤10的纸面左侧的一端,对处于能够光放大的状态的芯部11?17分别输入信号光,则各信号光在各芯部被光放大并传播,并经由连接部30输入到与芯部11?17分别连接的放大用多芯光纤20的处于能够光放大的状态的芯21?27,各信号光在各芯部进一步被光放大并传播,从放大用多芯光纤20的纸面右侧的一端输出。
[0054]此外,放大用光纤的放大增益特性,一般而言,能够使用下面的传播方程式来表不ο
[0055]dP ( λ、z) /dz = {g * ( λ ).n2 (z) - α ( λ ).nl (z)}.P ( λ、z)
[0056]其中,P( λ、z)是波长λ的光的放大用光纤的长边方向的位置ζ处的功率,g *(λ)是放大用光纤的波长λ中的增益系数,α (λ)是放大用光纤的波长λ中的吸収系数,η2(ζ)是位置ζ处的激励状态的放大介质的密度,nl (ζ)是位置ζ处的基底状态的某一放大介质的密度。g * (λ)以及α (λ)是放大用光纤中固有的参数。n2(z)、nl(z)是依存于放大用光纤的激励状态或动作状态等的量。
[0057]在此,如上所述,在放大用多芯光纤10、20中,在芯部11?17、21?27的放大增益中有偏差。例如,在规定的激励状态、规定的波长中,每个单位长度的放大增益有0.15dB/m左右的偏差。因此,若放大用多芯光纤10、20设为长度分别为5m,则在将放大用多芯光纤10与放大用多芯光纤20进行了连接的全长的放大增益中会产生1.5dB左右的偏差。
[0058]相对于此,在本实施方式1中的放大用多芯光纤设备100中,连接部30将芯部彼此进行了连接,以使抑制放大用多芯光纤10、20的相互连接的芯部的全长中的放大增益在各连接的芯部间的偏差。
[0059]例如,在连接了芯部11与芯部21彼此、芯部12与芯部22彼此...、芯部17与芯部27彼此时,在如上所述连接了放大用多芯光纤10与放大用多芯光纤20的全长的放大增益或波长中,设为可能产生1.5dB左右的偏差。此时,连接部30,例如像芯部11与芯部22彼此、芯部12与芯部24彼此...那样,以抑制全长中的放大增益的偏差的组合的方式连接芯部彼此。由此,实现放大用多芯光纤10、20分别抑制本来具有的放大增益的偏差的放大用多芯光纤设备100。
[0060]此外,作为放大用多芯光纤设备100中的芯部11?17与芯部21?27的连接组合,优选连接所述芯部彼此,以使抑制相互连接的芯部的全长中的平均增益系数在各连接的芯部间的偏差。或者,也可以考虑放大用多芯光纤设备100的光纤放大器内的使用时的激励状态或动作状态,连接芯部彼此,以使抑制相互连接的芯部的全长中的放大增益在各连接的芯部间的偏差。作为实现它的部件,例如,也可以在放大用多芯光纤10侧平均增益系数(或放大增益)最大的芯部,连接放大用多芯光纤20侧平均增益系数(或放大增益)最小的芯部。此外,也可以在放大用多芯光纤10侧平均增益系数(或放大增益)最小的芯部,连接放大用多芯光纤20侧平均增益系数(或放大增益)最大的芯部。此外,作为放大用多芯光纤10与放大用多芯光纤20双方的芯部,也可以将平均增益系数(或放大增益)最接近同一光纤内的中央值的芯部彼此进行连接。
[0061]此外,虽然优选抑制后的放大增益的偏差的值较小,但优选值会根据放大用多芯光纤设备100所要求的规格等而不同,优选例如ldB以内,更优选0.5dB以内,进一步优选0.ldB以内。此外,抑制放大增益的偏差的波长或波段,优选与在使用状态下应输入的信号光的波长或与波段对应。
[0062](实施方式2)
[0063]图3是本发明实施方式2的放大用多芯光纤设备的示意性结构图。本实施方式2的放大用多芯光纤设备100A,具有在实施方式1的放大用多芯光纤设备100的结构中将连接部30置换为连接部30A的结构。
[0064]连接部30A构成为使放大用多芯光纤10与放大用多芯光纤20相互绕着中心轴旋转,通过熔接连接等来直接连接。
[0065]在该放大用多芯光纤设备100A中,从芯部11与芯部21彼此、芯部12与芯部22彼此、..?、芯部17与芯部27彼此对置的状态起,使一个放大用多芯光纤绕中心轴旋转60度,来连接了芯部11与芯部21彼此,芯部12与芯部23彼此、..?、芯部17与芯部22彼此。由此,抑制将放大用多芯光纤10与放大用多芯光纤20进行了连接的全长中的放大增益的偏差。其结果是,实现抑制了放大用多芯光纤10、20各自本来具有的放大增益的偏差的放大用多芯光纤设备。此外,针对旋转角度,不局限于60度,只要是抑制将放大用多芯光纤10和放大用多芯光纤20进行了连接的全长中的放大增益的偏差的旋转角度即可。
[0066](实施方式3)
[0067]图4是本发明的实施方式3的放大用多芯光纤设备的示意性结构图。本实施方式3的放大用多芯光纤设备100B,具有在实施方式1的放大用多芯光纤设备100的结构中将连接部30置换为连接部30B的结构。
[0068]连接部30B由光纤束31B、32B构成。图5是光纤束32B的示意性结构图。光纤束32B具有:具备1个芯部以及在该1个芯部的外周所形成的包层部的7个单芯光纤32Ba ;以及包束7个单芯光纤32Ba的束部32Bb。束部32Bb以配置为在1个单芯光纤的周围使6个单芯光纤形成正六边形的状态来包束7个单芯光纤32Ba。7个单芯光纤32Ba的各芯部分别与放大用多芯光纤20的芯部21?27连接。此外,光纤束31B与光纤束32B也具有同样的结构。光纤束31B具有的7个单芯光纤的各芯部,分别与放大用多芯光纤10的芯部11?17连接。
[0069]然后,连接了光纤束31B具有的单芯光纤和光纤束32B具有的单芯光纤。该连接是为了抑制放大用多芯光纤10、20的经由单芯光纤来相互连接的芯部的全长中的放大增益在各连接的芯部间的偏差而构成的连接。在此,例如,作为各芯部间的组合,也可以如上所述,例如,在放大用多芯光纤10侧,按照从平均增益系数(或放大增益)最大的芯部起由大到小的顺序,而在放大用多芯光纤20侧,按照从平均增益系数(或放大增益)最小的芯部起由小到大的顺序来对应地连接。
[0070]在放大用多芯光纤设备100B中,光纤束31B具有的单芯光纤与光纤束32B具有的单芯光纤的连接的组合能够以较高的自由度任意地选择。因此,实现进一步抑制了将放大用多芯光纤10和放大用多芯光纤20进行了连接的全长中的放大增益的偏差的放大用多芯光纤设备。
[0071](实施方式4)
[0072]图6是本发明的实施方式4的放大用多芯光纤设备的示意性结构图。本实施方式4的放大用多芯光纤设备100C,具有在实施方式3的放大用多芯光纤设备100B的结构中将连接部30B置换为连接部30C的结构。
[0073]连接部30C,在连接部30B的结构中,以插入光损耗部33C的状态连接了光纤束31B具有的某一单芯光纤和光纤束32B具有的某一单芯光纤。
[0074]在放大用多芯光纤设备100C中,通过光损耗部33C,实现进一步抑制了将放大用多芯光纤10与放大用多芯光纤20进行了连接的全长中的放大增益的偏差的放大用多芯光纤设备。例如,光损耗部33C被插入到将放大用多芯光纤10、20的芯部之中增益系数较高的芯部彼此进行连接的单芯光纤之间。由此,由于全长中的放大增益较高的芯部的最大值被降低,因此,能够进一步抑制放大增益的偏差。此外,光损耗部33C也可以通过在调整了连接损耗的状态下将应连接光纤束31B、32B的单芯光纤彼此进行连接来实现。这种连接,能够通过例如将单芯光纤彼此以使光轴移动规定量的状态进行熔接连接来实现。
[0075](实施方式5)
[0076]图7是本发明的实施方式5的多芯光纤放大器的示意性结构图。本实施方式5的多芯光纤放大器1000具有:放大用多芯光纤设备100D ;激励光源200 ;和光合波器300。
[0077]放大用多芯光纤设备100D具有:放大用多芯光纤40 ;放大用多芯光纤50 ;和将放大用多芯光纤50和放大用多芯光纤40进行连接的连接部30A。
[0078]图8是图7所示的放大用多芯光纤40、50的示意性剖视图。图8 (a)表示放大用多芯光纤40的截面,图8(b)表不放大用多芯光纤50的截面。
[0079]如图8(a)所示,放大用多芯光纤40具有:7个芯部41?47 ;在芯部41?47的外周所形成的内侧包层部48 ;以及在内侧包层部48的外周所形成的外侧包层部49。在内侧包层部48内,芯部41配置在放大用多芯光纤40的大致中心轴。芯部42?47配置为在芯部41的周围形成以芯部41为中心的正六边形。
[0080]芯部41?47由石英系玻璃构成,添加有作为放大介质的稀土类金属和折射率调整用添加物。内侧包层部48由折射率比芯部41?47低的材料构成,例如由不包含折射率调整用添加物的石英玻璃构成。外侧包层部49由折射率比内侧包层部48低的材料构成,例如由树脂构成。
[0081]同样地,如图8(b)所示,放大用多芯光纤50具有:7个芯部51?57 ;在芯部51?57的外周所形成的内侧包层部58 ;和在内侧包层部58的外周所形成的外侧包层部59。在内侧包层部58内,芯部51配置在放大用多芯光纤50的大致中心轴。芯部52?57配置为在芯部51的周围形成以芯部51为中心的正六边形。
[0082]芯部51?57由石英系玻璃构成,添加有放大介质的稀土类金属和折射率调整用添加物。内侧包层部58由折射率比芯部51?57低的材料构成,例如由不包含折射率调整用添加物的石英玻璃构成。外侧包层部59由折射率比内侧包层部58低的材料构成,例如由树脂构成。
[0083]这样,放大用多芯光纤40、50具有所谓的双重包层构造。
[0084]连接部
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